Федеральное агентство железнодорожного транспорта

федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального

образования «Омский государственный университет

путей сообщения»

Кафедра «Локомотивы»

ДИАГНОСТИРОВАНИЕ ТЕПЛОВОЗНЫХ ДИЗЕЛЕЙ МЕТОДОМ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛИЗА КАРТЕРНОГО МАСЛА

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Технология ремонта локомотивов»

Студент гр. 39А

_____________

«___» ____________ 20­­13г.

Руководитель

Доцент кафедры «Локомотивы»

­­­___________ В.Т. Данковцев

«___»_____________2013г.

Омск 2013

УДК 621.9.65.015.13(075.8)

РЕФЕРАТ

Курсовая работа содержит 27 страниц, 2 рисунка, 9 источников

Картерное масло, проба, аппаратура, реактив, образец, анализ, концентрация, ДВС, диагностика, СТД.

Цель работы: Углубление и закрепление знаний, полученных при изучении теоретического курса, развития навыков самостоятельного творческого решения конкретных технологических задач, связанных с выбором способа восстановления деталей, конструированием технологической оснастки, составлением технологической документации.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение………………………………………………………………....……. 4

1 Общие сведения о спектральном анализе……………………….…… 5

2 Определение элементов износа в картерном масле…………………. 9

2.1 Отбор проб………………………………………………………….... 9

2.2 Аппаратура, материалы и реактивы………………………………... 9

2.3 Приготовление типовых образцов…………………………………. 10

2.4 Построение калибровочных графиков……………………….......... 11

2.5 Подготовка аппаратуры…………………………………………...... 12

2.6 Подготовка проб масла……………………………………………… 13

2.7 Проведение анализа…………………………………………………. 13

2.8 Обработка результатов……………………………………………… 13

3 Правила технического диагностирования дизелей по результатам спектрального анализа картерного масла………………………………….. 15

4 Диагностирование дизельных двс по составу металла в масле….. 17

5 Диагностирование дизельных двс по составу картерных газов…. 20

Заключение………………………………………………….………….……. 26

Библиографический список…………………………………...……………. 27

ВВЕДЕНИЕ

Метод спектрального анализа дизельного масла основывается на определении в нем концентрации элементов износа трущихся деталей дизеля, а также концентрации внешних загрязнителей масла с помощью фотоэлектрических стилометров МФС или установок, аналогичных им.

Основными задачами технического диагностирования и прогнозирования остаточного ресурса дизелей методом спектрального анализа масла являются соответственно: выявление дефектов в трущихся деталях дизеля, смазываемых маслом, на ранней стадии их развития, а также причины износа этих деталей дизеля и определение допустимых межремонтных пробегов тепловозов. Примечание. К трущимся деталям дизеля, смазываемым маслом, относятся: втулки цилиндров, поршни и поршневые кольца, коленчатые и кулачковые валы, их подшипники и детали других агрегатов, характеризующие техническое состояние дизеля; к внешним загрязнителям масла относятся песок и вода.

1. Общие сведения о спектральном анализе

В основу диагностирования положено то обстоятельство, что концентрация в масле продуктов износа основных деталей сохраняется практически постоянной при нормальном техническом состоянии двигателя и резко возрастает перед отказами.

Диагноз ставят, сопоставляя полученные результаты анализа масла (при исправно работающих масляных и воздушных фильтрах) с предельными показателями и с предыдущими результатами.

Превышение допустимых норм по концентрации в масле металлов указывает на неадекватную работу сопряжённых деталей. Повышенное содержание кремния, а также кальция и оксидов алюминия, свидетельствует о неисправности фильтров.

Присутствие воды в масле говорит о не герметичности системы охлаждения. Железо указывает, обычно, на темпы износа вала масляного насоса. Хром свидетельствует об износе поршневых колец, подшипников качения. Медь служит показателем износа упорных подшипников, вкладышей и проникновения воды из охладителя двигателя. Алюминий указывает на износ поршней.

Применение спектрального анализа при сжигании пробы картерного масла в высокотемпературном пламени вольтовой дуги позволяет диагностировать состояние двигателя по наличию и количеству каждого металла в отдельности.

Спектр регистрируют при помощи высокочувствительного спектрографа и автоматизированной фотоэлектрической установки. Пары продуктов износа дают линейчатый спектр.

Качественный анализ спектра обнаруживает спектральные линии, свидетельствующие о том, какие металлы присутствуют в картерном масле. При количественном анализе спектра определяют потемнение спектральных линий с помощью микрофотометра.

Полученные результаты переводят в абсолютные единицы концентраций, используя тарировочные графики. При этом сопоставляют концентрации отдельных металлов с предыдущими результатами концентраций и эталонами. Одним из методов диагностирования двигателя по параметрам картерного масла – по концентрации только ферромагнитных металлов (поршневых колец, гильз цилиндров и др.) основанным на измерении индуктивности масла с помощью электрического прибора.

Индуктивность картерного масла зависит от количества присутствующих в нём ферромагнитных частиц. Метод менее точен, чем спектральный.

Угар картерного масла по мере износа деталей цилиндра поршневой группы увеличивается несущественно и резко возрастает при большом износе деталей, особенно поршневых колец.

Учитывая простоту метода, он может быть применён только для определения предельно изношенного состояния двигателя и неприменим к диагностированию дизелей, имеющих сухой картер.

Эксплуатационное диагностирование системы охлаждения заключается в определении её герметичности (приспособления ДСО-2 или 13907 ГОСНИТИ по скорости падения давления, по наличию воды в масле), определении наличия накипи и отложений, проверке штатных контрольно-измерительных приборов, водяного насоса (по интенсивности циркуляции воды в системе, по отсутствию течей через сальники).

Наличие накипи определяют несколькими методами: по измерению объёма системы охлаждения в сравнении с нормальным, по повышенной температуре картерного масла на эталонном режиме работы двигателя. Условия работы дизеля зависят от многих условий эксплуатации, при которых показатели масла необходимо сопоставлять с результатами предельных (которые необходимо иметь или нарабатывать в процессе испытаний), а также предыдущие показатели.

Возникает необходимость выделения металлов в масле в чистом виде для их количественной оценки (или проводить спектральный анализ). Спектральный анализ вещь дорогостоящая, которая не позволяет определить износ деталей и узлов дизеля в целом, а только по металлам в масле. Угар масла в картере дизеля не даёт представления остаточного ресурса дизеля, и применим только для определения предельно изношенного состояния дизеля. Идентификация состояния пар трения может быть достигнута при наличии в каждой из них «своего химического элемента» («свидетеля») металла. По своей сути рассматриваемый метод является модификацией радиоизотопного.

В результате изнашивания стенок цилиндров, шеек коленчатого вала, вкладышей, поршней, поршневых колец и бронзовых втулок пальцев в картерном масле двигателя содержатся продукты износа железа, олова, алюминия, хрома, меди и никеля (если двигатель имеет верхнюю гильзу из антикоррозионного чугуна). Кроме продуктов износа, в масло попадает кремний при недостаточной очистке всасываемого воздуха и свинец при неполном сгорании этилированного бензина. При работе двигателя на неэтилированном бензине концентрация свинца в масле в основном обусловлена износом подшипников.

Содержание указанных элементов в масле будет пропорционально скорости изнашивания сопряжений, двигателя, коэффициенту пропуска пыли воздухоочистителем и количеству несгоревшего топлива, попадающего в картер вместе с прорвавшимися газами.

Поскольку интенсивность изнашивания и прорыва газов в картер зависит от скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя, то содержание продуктов износа в эксплуатации будет колебаться около некоторого значения, отражающего средний процесс изнашивания данного двигателя и работу воздушного и масляного очистителей.

Экспериментально установлено, что после выработки деталью своего ресурса интенсивность ее изнашивания значительно возрастает, а концентрация соответствующего элемента в масле увеличивается. При этом уровень концентрации продуктов износа будет в 2—3 и более раз превышать верхний предел ее естественного рассеивания, вызванного изменением режима работы двигателя. Поэтому содержание продуктов износа в масле можно использовать в качестве диагностического сигнала релейного типа.